Mais de quatro bilhões de toneladas de petróleo bruto são produzidos a cada ano, e eletricidade do vento, as usinas solares e hidrelétricas não podem suplantar inteiramente as fontes fósseis de energia. No melhor, as energias renováveis ​​poderiam cobrir a energia necessária para movimentar todos os carros elétricos e gerar hidrogênio para veículos com células de combustível. Mesmo assim, a gasolina ainda seria necessária para alimentar os motores de combustão, que estará operando nas próximas décadas. A única maneira sustentável de nos manter móveis é substituir essa gasolina por combustíveis alternativos.

Cientistas do Instituto Fraunhofer de Microengenharia e Microsistemas IMM, trabalhando junto com doze grupos de pesquisa de sete países no projeto BIOGO da UE, desenvolveram uma técnica para produzir esse biocombustível ecológico. Os novos ingredientes do combustível vêm das florestas:"Resíduos de madeira e cascas de árvores estão disponíveis em grandes quantidades em toda a Europa, mas, até agora, todos foram ignorados como um recurso. Isso os torna uma matéria-prima ideal, já que não precisam ser especialmente cultivados e, portanto, não competem com a produção de alimentos, "explica o Prof. Gunther Kolb da Fraunhofer IMM, que coordenou o projeto da UE. O que mais, o uso de resíduos de madeira é neutro para o clima, já que convertê-lo em combustível para combustão só libera dióxido de carbono que as árvores extraíam da atmosfera à medida que cresciam. Em outras palavras, nenhum gás de efeito estufa adicional é liberado na atmosfera. Além disso, o combustível pode ser gerado a partir de resíduos de madeira onde quer que as árvores cresçam. Ao contrário do petróleo, não precisa ser transportado primeiro da fonte para as refinarias e depois para os postos de abastecimento. “Um componente importante do conceito de BIOGO é a produção descentralizada, "diz Kolb." Para conseguir isso, desenvolvemos unidades de produção móveis que podem ser alojadas em contêineres e instaladas onde forem necessárias. "

Unidades de produção móveis

Um novo protótipo de usina de biocombustível fica no pátio atrás do Instituto Fraunhofer. Os resíduos da indústria da madeira são transformados no recipiente branco em gasolina de alta qualidade.

“O objetivo do projeto BIOGO era desenvolver uma planta que pudesse caber em um contêiner de 40 pés com dimensões padrão de 12 x 3 x 3 metros, e isso poderia acomodar todas as etapas processuais e de processamento, "é como Kolb explica o resultado de quatro anos de intensa pesquisa e desenvolvimento." Ao mesmo tempo, tínhamos que tornar o processo de fabricação o mais ecológico e eficiente possível em termos de recursos.

Em uma primeira etapa do processo, desenvolvido pela empresa italiana Spike Renewables, os resíduos de madeira são aquecidos para formar uma escuridão, óleo de pirólise viscoso. Isso pode ser processado posteriormente na planta móvel. As câmaras de reação para este fim, chamados microrreatores, foram desenvolvidos por pesquisadores do Instituto Fraunhofer em Mainz. O primeiro reator converte o óleo de pirólise em gás de síntese adicionando calor, ar, e vapor. Este gás é usado para produzir metanol na segunda etapa. Extraindo o oxigênio disso, resulta em gasolina sintética. “O desafio era otimizar o processo para que acabássemos com um combustível quimicamente indistinguível da gasolina padrão, "diz Kolb.

Nanocatalisadores economizam recursos

Os catalisadores são necessários para acelerar as reações químicas. Até agora, grandes quantidades de metais preciosos e elementos de terras raras eram necessárias para produzir tais catalisadores. No projeto BIOGO, cientistas da Teer Coatings desenvolveram um método para aplicar pequenos grupos de substâncias cataliticamente ativas às superfícies. Isso produz nanocatalisadores de alto desempenho que conservam recursos.

A etapa final necessária para desenvolver a planta de produção móvel foi integrar toda a tecnologia em um contêiner capaz de atender a todos os requisitos de segurança e proteção contra incêndio. Pesquisadores Fraunhofer junto com Microinnova, um parceiro austríaco no projeto, forneceu a experiência de engenharia para as plantas. A tecnologia EcoTrainer @ container foi desenvolvida pela empresa Evonik. O protótipo foi projetado para acomodar reatores ainda maiores. Nos próximos anos, as equipes BIOGO estão planejando desenvolver ainda mais a planta, com o objetivo de produzir até 1000 litros de combustível ecológico por dia.

É provável que vejamos a gasolina desaparecendo dos postos de gasolina e sendo vendida na floresta junto com os contêineres? "Isso vai depender das circunstâncias políticas, "diz Kolb." Enquanto o preço do petróleo permanecer no nível atual, a nova tecnologia não será capaz de competir. A questão-chave será se nós, na Europa, realmente queremos nos afastar das matérias-primas fósseis e estamos preparados para isentar os eco-combustíveis de impostos ou subsidiar sua produção ”.

Graças a BIOGO, a experiência para produzir combustível sustentável existe. Uma vez que o combustível à base de madeira tem as mesmas propriedades químicas da gasolina padrão, a nova matéria-prima pode ser misturada à gasolina ou substituí-la gradualmente. Enquanto isso, a equipe de pesquisa de Mainz também espera usar os recipientes descentralizados e flexíveis para outras aplicações:As indústrias química e petroquímica, por exemplo, mostraram grande interesse no conceito de mini-fábrica. As empresas químicas podem utilizar recipientes para tornar seus processos mais flexíveis e reagir mais rapidamente às necessidades de seus clientes.